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三角関数の極座標変換

領域D:x^2+y^2=ax これを極座標変換するとE:0<=r<=acosθ、ーπ/2<=θ<=π/2 と参考書にはあるのですが、Dは完全な円の円周及びその内部であるのに対しEは半円ですよね? なぜこうなるのかわかりません。 sinθやtanθもこのようになるのでしょうか?

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  • FT56F001
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回答No.4

>(x-a/2)^2+y^2=a^2/4のように式変形してどの象限にあるか確かめる方法は有効でしょうか? 基本的な方法ですよ。 >E:0<=r<=acosθ、ーπ/2<=θ<=π/2 の境界だけ確認します。 >E1:r=acosθ、ーπ/2<=θ<=π/2 とすると x=rcosθ=a(cosθ)^2=a(cos(2θ)+1)/2 y=rsinθ=asinθcosθ=asin(2θ)/2 (x-a/2)^2+y^2=(a/2)^2となり,中心(a/2,0),半径(a/2)の円周です。 uなお,領域D:x^2+y^2=axは,このままでは円周だけなので, 領域D:x^2+y^2≦axのはずですね。

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その他の回答 (3)

  • info22_
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回答No.3

#2です。 A#2の補足質問について >エクセル等を用いてとのことですが、例えば制限時間にある試験等では極座標のグラフを書く時間がないような難易度に思えますが、暗記したほうが良いのでしょうか? 難易度が高いのではなく、質問者さんが、ただ極座標グラフに慣れていないだけのことです。 多くの極座標のグラフの例題を見たり、r=f(θ)の主だったグラフを フリーソフトGRAPES http://www.osaka-kyoiku.ac.jp/~tomodak/grapes/ のページの例題やソフトを使って極座標のグラフを描いて見ることです。 そして極座標の式とそのグラフの形状を覚えてしまう位、描いてmることです。GRAPESの極座標のグラフを描く機能を使えば  円(円弧、中心原点、半径a):r=a  円(円弧)r=cosθ  螺旋:r=θ  直線:r=a/cos(θ-b) (θの下限と上限を変えて見る) など色々なグラフがθの式を入力するだけで瞬時に描けます。 是非使って、極座標のグラフをモノにしておいて下さい。 >半円については参考書に掲載されていたEがx軸をθ、y軸をrとした上半分の半円だったことから勘違いしてしまいました 勘違いは、少なくても一度は極座標のプロット(グラフ)を時間のある時に描いて見ることです。その経験があれば試験中でも迷わすθの正しい範囲を求められると思います。グラフは特定の角(15°,30°,45°,60°,75°で手書きプロットする。あるいはエクセルか、無料のプロットソフト(GRAPES)などを使って極座標のグラフを色々描いて、極座標の式を見ればグラフの概形やθの範囲が分るようにしたいですね。

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  • info22_
  • ベストアンサー率67% (2650/3922)
回答No.2

>Eは半円ですよね? 何故、半円と考えるのですか? 極座標が分かっているなら、Eは半径(a/2)の全円の円周と内部の領域を表します。 Dの領域と一致します。 r=cosθの極座標のグラフを実際に描いて見たことはありますか? 実際にθを例えばπ/24刻みで,ーπ/2≦θ≦π/2の範囲でrを計算した表をエクセル等で作って、極座標でプロットして見てください。 ちゃんと全円がプロット出来ますよ。 >sinθやtanθもこのようになるのでしょうか? 今の場合は関係ありません。 なお、 領域D:x^2+y^2=ay (a>0)の場合であれば これを極座標変換するとE:0≦r≦a*sinθ、0≦θ≦π となります。この場合もD,Eは同じ円の円周及び内部の領域になります。

tomatoaji
質問者

補足

エクセル等を用いてとのことですが、例えば制限時間にある試験等では極座標のグラフを書く時間がないような難易度に思えますが、暗記したほうが良いのでしょうか? 半円については参考書に掲載されていたEがx軸をθ、y軸をrとした上半分の半円だったことから勘違いしてしまいました

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  • rnakamra
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回答No.1

>これを極座標変換するとE:0<=r<=acosθ、ーπ/2<=θ<=π/2 と参考書にはあるのですが、Dは完全な円の円周及びその内部であるのに対しEは半円ですよね? >なぜこうなるのかわかりません。 Eの表記で完全な円周とその内部になりますよ。 θの範囲が-π/2≦θ≦π/2 になっているのはこの円が第1象限と第4象限だけにあるためです。(それと原点とx軸上) 実際にθを-π/2からπ/6ずつ増やしていって点をプロットして確認するとよいでしょう。

tomatoaji
質問者

補足

ありがとうございます。 回答を見て今素人考えで思いついたのですが、(x-a/2)^2+y^2=a^2/4のように式変形してどの象限にあるか確かめる方法は 有効でしょうか? また別の問題で0<=x<=y、x^2+y^2=1というものがあったのですが y=xの係数が1なのでtanθ=1よりθ=π/4という考えで正しいのでしょうか?

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